典型差分放大電路的靜態和動態計算方法與(yu) 基本放大電路基本相同。為(wei) 了使差分放大電路在靜態時,其輸入端基本上是零電位,將Re從(cong) 接地改為(wei) 接負電源-VEE,如圖1所示。由於(yu) 接入負電源,所以偏置電阻Rb可以取消,改為(wei) -VEE和Re提供基極偏置電流。
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圖1 典型差分放大電路 |
1.靜態分析
基極電流為(wei)
(1)
由IB的計算式可知,Re對一半差分電路而言,
隻有2Re 才能獲得相同的電壓降。
2.差分放大電路的動態分析
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圖2 雙端輸入雙端輸出 |
(1)差模輸入
差分放大電路的差模工作狀態分為(wei) 四種:
雙端輸入、雙端輸出(雙-雙),
雙端輸入、單端輸出(雙-單),
單端輸入、雙端輸出(單-雙),
單端輸入、單端輸出(單-單)。
① 差模電壓放大倍數Avd
雙端輸入差分放大電路如圖2所示。負載電阻接在兩(liang) 集電極之間,vi接在兩(liang) 輸入端之間,也可看成vi/2各接在兩(liang) 輸入端與(yu) 地之間。
雙端輸入、雙端輸出差模電壓放大倍數:
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圖3 雙端輸入單端輸出 |
這種方式適用於(yu) 對稱輸入和對稱輸出,輸入、輸出均不接地的情況。
雙端輸入、單端輸出差模電壓放大倍數:(如圖3所示)
(3)
雙端輸入單端輸出因隻利用了一個(ge) 集電極輸出的變化量,所以它的差模電壓放大倍數是雙端輸出的二分之一。這種方式適用於(yu) 將差分信號轉換為(wei) 單端輸出信號。
單端輸入、雙端輸出差模電壓放大倍數:
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圖4 單端輸入轉換為(wei) 雙端輸入 |
單端輸入信號可以轉換為(wei) 雙端輸入,其轉換過程見圖4。右側(ce) 的Rs+rbe歸算到發射極回路的值為(wei) (Rs+rbe)/(1+β)<<Re,故Re對Ie分流極小,可忽略,於(yu) 是有
(4)
這種方式用於(yu) 將單端信號轉換成雙端差分信號,可用於(yu) 輸出負載不接地的情況。
單端輸入、單端輸出電壓放大倍數:
(5)
通過從(cong) T1或T2的集電極輸出,可以得到輸出與(yu) 輸入之間或反相或同相的關(guan) 係。從(cong) T1的基極輸入信號,從(cong) C1輸出,為(wei) 反相;從(cong) C2輸出為(wei) 同相。
② 差模輸入電阻
不論是單端輸入還是雙端輸入,差模輸入電阻rid是基本放大電路的兩(liang) 倍。
rid = 2(Rs + rbe) (6)
③ 輸出電阻
輸出電阻在單端輸出時,ro = RC (7)
雙端輸出時,ro = 2RC (8)
(2)共模輸入
例如,溫漂信號屬共模信號,它對差分放大電路中Ic1和Ic2的影響相同。
① 共模放大倍數Avc
共模信號對放大電路來說也是變化量,不能視為(wei) 直流量。計算共模放大倍數Avc時,圖1中Re用2Re 等效。共模放大倍數Avc的大小,取決(jue) 於(yu) 差分電路的對稱性,雙端輸出時可以認為(wei) 等於(yu) 零。單端輸出時為(wei)
(9)
②共模抑製比
共模抑製比KCMR是差分放大器的一個(ge) 重要指標。
(10) 或
(11)
雙端輸出時KCMR可認為(wei) 等於(yu) 無窮大,單端輸出時共模抑製比。